CN113417547A - 电池仓及建筑作业设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池仓及建筑作业设备。电池仓包括：仓体，其上开设有供电池出入的出入口；用于承载电池的托盘，该托盘设置于仓体内且能从出入口滑动进出仓体；纵向限位组件，其包括前限位机构、后阻挡机构和后限位机构，后限位机构设置于仓体与出入口相对的后壁上，前限位机构和后阻挡机构分别设置于托盘沿进出方向的前端和后端，在托盘完全进入仓体后，前限位机构和后阻挡机构之间的间距大于前限位机构和后限位机构之间的间距。在托盘进出仓体的过程中，前限位机构与后阻挡机构配合对托盘上的电池进行限位，以保证电池不会滑出托盘外；在托盘完全进入仓体后，前限位机构与后限位机构配合对电池进行限位，以防止电池在仓体内做前后方向的位移。

Description

电池仓及建筑作业设备

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种电池仓及建筑作业设备。

背景技术

随着机器人行业的发展，机器人对能源的要求越来越高，通常通过携带电池作为动力源而不是通过电线远距离提供动力。目前，机器人重要的能量补给方式之一是电池更换,电池更换是指用充满电能的动力电池替换机器人上电能已经耗尽的动力电池来完成电能补充。

在更换电池的过程中，若电池进出电池仓时电池发生位置偏差将会降低电池更换操作的效率；电池更换完成后，若电池在电池仓内的位置发生偏差则会影响电池电连接的可靠性。因此，如何解决电池的位置偏差问题成为亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种电池仓，该电池仓能解决电池的位置偏差问题。

本发明的另一个目的在于提出一种包括上述电池仓的建筑作业设备。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种电池仓，包括：

仓体，所述仓体上开设有供电池出入的出入口；

托盘，用于承载所述电池，所述托盘设置于所述仓体内且能从所述出入口滑动进出所述仓体；以及

纵向限位组件，所述纵向限位组件包括前限位机构、后阻挡机构和后限位机构，所述后限位机构设置于所述仓体与所述出入口相对的后壁上，所述前限位机构和所述后阻挡机构分别设置于所述托盘沿进出方向的前端和后端；在所述托盘完全进入所述仓体后，所述前限位机构和所述后阻挡机构之间的间距大于所述前限位机构和所述后限位机构之间的间距。

在一些实施例中，所述前限位机构为连接于所述托盘前端的挡块；所述后阻挡机构为连接于所述托盘后端的第一挡板；所述后限位机构包括连接于所述后壁上的第二挡板。

在一些实施例中，所述电池仓还包括竖向限位组件，所述竖向限位组件包括：

压板，设置于所述电池的上端面；以及

压块，设置于所述仓体的顶部内壁上，所述压块的下端面能与所述压板抵接以将所述电池压紧在所述托盘上。

在一些实施例中，所述压板具有弹性，所述压板的下表面与所述电池的上端面之间形成中空结构；和/或

所述压块具有弹性。

在一些实施例中，所述压板上设有为所述电池进入所述仓体导向的压板导向斜面；和/或

所述压块在靠近所述出入口的一端设有为所述电池进入所述仓体导向的压块导向斜面。

在一些实施例中，所述托盘为前端开设有缺口的凹型结构。

在一些实施例中，所述电池仓还包括：

导轨，设置于所述仓体内且沿所述托盘的所述进出方向延伸，所述导轨与所述托盘滑动连接；以及

驱动机构，所述托盘连接于所述驱动机构的输出端，所述驱动机构能驱动所述托盘沿所述导轨移动。

在一些实施例中，所述驱动机构包括：

电机，设置于所述仓体内；

齿轮，连接于所述电机的输出端，所述电机能驱动所述齿轮转动，以及

齿条，与所述齿轮啮合，所述齿条固定连接于所述托盘并沿所述托盘的所述进出方向延伸。

在一些实施例中，所述电池仓还包括：

导向组件，所述导向组件包括两个导向块和两组导轮，两个所述导向块间隔设置于所述仓体的顶部内壁上，两组所述导轮间隔设置于所述电池的上端面，两个导向块和两组导轮一一对应，每组所述导轮能在所述电池进出所述仓体时与对应的所述导向块的侧面抵接并相对于所述导向块的侧面滚动；和/或

牛眼组件，所述牛眼组件包括在所述仓体的两相对侧壁上设置的两排牛眼，两排所述牛眼能在所述电池进出所述仓体时与所述电池的侧面抵接并相对于所述电池的侧面滚动。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种建筑作业设备，包括设备本体以及上述的电池仓，所述电池仓安装于所述设备本体上。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明的电池仓，在托盘完全进入仓体后，前限位机构和后阻挡机构之间的间距大于前限位机构和后限位机构之间的间距，前限位机构与后阻挡机构两者之间的间距大于电池沿仓体方向的尺寸，既能通过前限位机构与后阻挡机构配合对托盘上的电池进行限位，以防止电池在托盘伸入和伸出仓体的过程中滑动出托盘外，而且也能降低更换电池设备将电池移送到托盘上的定位要求。前限位机构和后限位机构之间的间距基本上等于电池沿仓体方向的尺寸，这样前限位机构与后限位机构配合分别抵接电池的两侧部，以防止建筑作业设备在作业时，电池在仓体内做前后方向的位移晃动，提高了电池电连接的可靠性。

本发明建筑作业设备通过上述结构的电池仓能提高电池更换操作效率和提高电池电连接的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的电池仓的结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的电池仓处于托盘进出仓体时的结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的电池仓的局部结构示意图；

图4为图3所示电池仓的另一角度的局部结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的托盘和导轨的结构示意图；

图6为本发明实施方式提供的电池的结构示意图；

附图标号说明：

仓体10，仓门11，电池20，电池刷板21，托盘30，缺口31，第一板32，第二板33，前限位机构41，后阻挡机构42，后限位机构43，压板51，压块52，导轨60，电机71，齿轮72，齿条73，导向块81，导轮82，牛眼90，不间断电源100，压板导向斜面511，压块导向斜面521。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本实施方式提供了一种电池仓，如图1至图4所示，该电池仓包括仓体10、托盘30以及纵向限位组件，其中，仓体10上开设有供电池20出入的出入口；托盘30用于承载电池20，托盘30设置于仓体10内且能从出入口滑动进出仓体10；纵向限位组件包括前限位机构41、后阻挡机构42和后限位机构43，后限位机构43设置于仓体10与出入口相对的后壁上，前限位机构41和后阻挡机构42分别设置于托盘30沿进出方向的前端和后端；在托盘30完全进入仓体10时，前限位机构41和后阻挡机构42之间的间距大于前限位机构41和后限位机构43之间的间距。在托盘30完全进入仓体10时，前限位机构41与后阻挡机构42两者之间的间距大于电池20沿仓体10方向的尺寸，前限位机构41和后限位机构43之间的间距基本上等于电池20沿仓体10方向的尺寸。在托盘30伸入和伸出仓体10的过程中，前限位机构41能与后阻挡机构42配合对托盘30上的电池20进行限位；在托盘30伸入仓体10过程中，当托盘30上的电池20的一侧抵接后限位机构43，另一侧抵接前限位机构41时，电池20停止运动；当托盘30完全位于仓体10中时，前限位机构41能与后限位机构43配合对托盘30上的电池20进行限位。

上述电池仓，通过托盘30承载着电池20滑动进出仓体10，并将纵向限位组件的后限位机构43设置于仓体10与出入口相对的后壁上，前限位机构41和后阻挡机构42分别设置于托盘30沿进出方向的前端和后端，在托盘30移动过程中，能通过前限位机构41与后阻挡机构42配合对托盘30上的电池20进行限位，从而保证在托盘30进出仓体10的过程中电池20不会滑动出托盘30外，避免因电池20滑出托盘30而影响电池更换操作的正常进行，提高了电池更换操作效率，而且也能降低更换电池设备将电池20移送到托盘30上的定位要求；在托盘30位于仓体10中时，能通过前限位机构41与后限位机构43配合分别抵接电池20的两侧部以对托盘30上的电池20进行限位，以防止建筑作业设备在作业时，电池20在仓体10内做前后方向的位移晃动，提高了电池20电连接的可靠性。

在一些实施例中，前限位机构41为连接于托盘30前端的挡块；后阻挡机构42为连接于托盘30后端的第一挡板；后限位机构43包括连接于后壁上的第二挡板，在托盘30位于仓体10中时，第二挡板在进出方向上的长度大于第一挡板与仓体10的后壁之间的距离。

在一些实施例中，在仓体10的出入口处安装有可开关的仓门11(如图1所示)，该仓门11能够为仓体10内的部件提供一定防护。可选地，仓门11可设计成可折叠的折叠门，从而仓门11在打开时可以折叠，减少占用空间。

在一些实施例中，电池仓还包括竖向限位组件，竖向限位组件包括压板51和压块52，压板51设置于电池20的上端面，压块52设置于仓体10的顶部内壁上，压块52的下端面能与压板51抵接以将电池20压紧在托盘30上。可以理解的，通过压块52与压板51相抵接而使电池20向下紧贴托盘30，可以限制电池20在上下方向(竖向)的位移。

其中，压块52的数量不限，可以为一个或者两个以上。例如图3和图4所示的实施例中，电池仓设有两个压块52，两个压块52沿横向间隔设置。

在一些实施例中，压板51具有弹性，压板51的下表面与电池20的上端面之间形成中空结构，以保证压板51的下方具有一定的弹性，以便电池20更顺利地进入仓体10内；和/或压块52具有弹性，以便电池20更顺利地进入仓体10内。

如图3所示，在一些实施例中，压板51上设有为电池20进入仓体10导向的压板导向斜面511，压板导向斜面511的导向作用使得电池20能更顺利地进入仓体10内；和/或压块52在靠近出入口的一端设有为电池20进入仓体10导向的压块导向斜面521，压块导向斜面521的导向作用使得能电池20更顺利地进入仓体10内。

在一些实施例中，托盘30为前端开设有缺口31的凹型结构，凹型结构的缺口31处为电池20更换操作提供更方便的空间，便于机器自动更换电池或人工更换电池时取放电池20。

具体地，如图5所示，凹型结构的托盘30包括一个第一板32和两个第二板33，两个第二板33间隔且平行设置，两个第二板33之间的间隙形成托盘30的缺口31，且两个第二板33的前端分别设有前限位机构41；第一板32的两端分别连接两个第二板33的后端且垂直于第二板33，后阻挡机构42设置于该第一板32上。

通常，机器人所使用的电池20重量在几十公斤左右，采用人工将电池20纳入电池仓的方式效率比较低下，因此在一些实施例中，电池仓还包括导轨60和驱动机构，导轨60设置于仓体10内且沿托盘30的进出方向延伸，导轨60与托盘30滑动连接；托盘30连接于驱动机构的输出端，驱动机构能驱动托盘30沿导轨60移动。通过驱动机构驱动托盘30沿导轨60移动以滑动进出仓体10，能够方便托盘30带动电池20自动弹出，使得电池20的装卸更便利，提高了更换电池的效率。

可选地，为了使托盘30移动时更平稳，导轨60的数量可以为两个，如图2至图5所示，两个导轨60分别安装在仓体10位于出入口两侧的内壁上且与托盘30滑动连接。

在一些实施例中，驱动机构包括电机71、齿轮72和齿条73，电机71设置于仓体10内；齿轮72连接于电机71的输出端，电机71能驱动齿轮72转动，齿条73与齿轮72啮合，齿条73固定连接于托盘30并沿托盘30的进出方向延伸。即，托盘30通过齿轮齿条的传动方式与电机71相连，实现托盘30在导轨60上的移动。可选地，电机71可以选用步进电机或者伺服电机等。

具体地，换电池时，电机71通过齿轮72和齿条73传动驱动托盘30沿着导轨60伸出仓体10，托盘30上承载着待换的乏电电池20；当将新的满电电池20放入托盘30后，电机71通过齿轮72和齿条73驱动托盘30收回仓体10内。

在一些实施例中，电池仓还包括导向组件，结合图3和图6所示，导向组件包括两个导向块81和两组导轮82，两个导向块81间隔设置于仓体10的顶部内壁上，两组导轮82间隔设置于电池20的上端面，两个导向块81和两组导轮82一一对应，每组导轮82能在电池20进出仓体10时与对应的导向块81的侧面抵接并相对于导向块81的侧面滚动。通过电池20上端面的导轮82与仓体10内部的导向块81相作用，使电池20在进出仓体10时自行矫正电池20的姿态，使电池20的姿态符合正常工作的要求。

在一些实施例中，电池仓还包括牛眼组件，如图3和图4所示，牛眼组件包括在仓体10的两相对侧壁上设置的两排牛眼90，两排牛眼90能在电池20进出仓体10时与电池20的侧面抵接并相对于电池20的侧面滚动。通过在仓体10内部的两相对侧壁上分别安装一排牛眼90，牛眼90可以限制电池20在左右方向(横向)上的位移；同时，在电池20进出电池仓的仓体10时，牛眼90可以起到导向作用，以矫正电池20的姿态。

可选地，电池仓还包括控制器和不间断电源100等，控制器分别与不间断电源100、位于仓体10内的电池20及驱动机构的电机71连接；不间断电源100安装在仓体10内部，用于在电池更换时充当备用电源。通过内置的不间断电源100保证在电池20更换时也能够提供电能输出，保证换电池过程中机器人不断电工作，解决了换电池时机器人断电的问题。通过控制器控制不间断电源100和驱动机构的电机71，能够方便托盘30的自动弹出，便于自动更换电池或人工更换电池，提高更换电池的效率。

具体地，当收到换电池指令时，控制器发送指令使电池20停止供电，不间断电源100开始供电，控制器给电机71下发指令，电机71通过齿轮72和齿条73驱动托盘30沿着导轨60移动至伸出仓体10，将待换的乏电电池20带出仓体10外；当托盘30上的乏电电池20被取走，新的满电电池20放入托盘30后，控制器给电机71发送指令，电机71通过齿轮72和齿条73驱动托盘30移动，使托盘30载着满电电池20收回仓体10内；同时，在满电电池20收回仓体10的过程中，满电电池20上的导轮82与仓体10内的导向块81共同配合对满电电池20的位姿进行矫正，使电池20的姿态符合正常工作的要求；当满电电池20完全收回仓体10且满电电池20上的电池刷板21与仓体10内的刷块连通后，控制器下发指令，控制不间断电源100停止供电，满电电池20开始供电，同时满电电池20向控制不间断电源100充电。整个电池20更换过程时间短，提高了换电池效率，可让机器人工作时间大大增加。

本实施方式还提供了一种建筑作业设备，该建筑作业设备包括设备本体以及上述的电池仓，电池仓安装于设备本体上。本发明建筑作业设备通过上述结构的电池仓能提高电池更换操作效率和提高电池20电连接的可靠性。

具体地，整个电池仓安装在设备本体内部，当电池仓内的电池20电量降低到预定的阈值时，建筑作业设备会发送更换电池的指令，此时，电池仓会执行更换电池的操作。

需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池仓，其特征在于，包括：

仓体(10)，所述仓体(10)上开设有供电池(20)出入的出入口；

托盘(30)，用于承载所述电池(20)，所述托盘(30)设置于所述仓体(10)内且能从所述出入口滑动进出所述仓体(10)；以及

纵向限位组件，所述纵向限位组件包括前限位机构(41)、后阻挡机构(42)和后限位机构(43)，所述后限位机构(43)设置于所述仓体(10)与所述出入口相对的后壁上，所述前限位机构(41)和所述后阻挡机构(42)分别设置于所述托盘(30)沿进出方向的前端和后端；在所述托盘(30)完全进入所述仓体(10)后，所述前限位机构(41)和所述后阻挡机构(42)之间的间距大于所述前限位机构(41)和所述后限位机构(43)之间的间距。

2.根据权利要求1所述的电池仓，其特征在于，所述前限位机构(41)为连接于所述托盘(30)前端的挡块；所述后阻挡机构(42)为连接于所述托盘(30)后端的第一挡板；所述后限位机构(43)包括连接于所述后壁上的第二挡板。

3.根据权利要求1所述的电池仓，其特征在于，所述电池仓还包括竖向限位组件，所述竖向限位组件包括：

压板(51)，设置于所述电池(20)的上端面；以及

压块(52)，设置于所述仓体(10)的顶部内壁上，所述压块(52)的下端面能与所述压板(51)抵接以将所述电池(20)压紧在所述托盘(30)上。

4.根据权利要求3所述的电池仓，其特征在于，所述压板(51)具有弹性，所述压板(51)的下表面与所述电池(20)的上端面之间形成中空结构；和/或

所述压块(52)具有弹性。

5.根据权利要求3所述的电池仓，其特征在于，所述压板(51)上设有为所述电池(20)进入所述仓体(10)导向的压板导向斜面(511)；和/或

所述压块(52)在靠近所述出入口的一端设有为所述电池(20)进入所述仓体(10)导向的压块导向斜面(521)。

6.根据权利要求1所述的电池仓，其特征在于，所述托盘(30)为前端开设有缺口(31)的凹型结构。

7.根据权利要求1所述的电池仓，其特征在于，所述电池仓还包括：

导轨(60)，设置于所述仓体(10)内且沿所述托盘(30)的进出方向延伸，所述导轨(60)与所述托盘(30)滑动连接；以及

驱动机构，所述托盘(30)连接于所述驱动机构的输出端，所述驱动机构能驱动所述托盘(30)沿所述导轨(60)移动。

8.根据权利要求7所述的电池仓，其特征在于，所述驱动机构包括：

电机(71)，设置于所述仓体(10)内；

齿轮(72)，连接于所述电机(71)的输出端，所述电机(71)能驱动所述齿轮(72)转动，以及

齿条(73)，与所述齿轮(72)啮合，所述齿条(73)固定连接于所述托盘(30)并沿所述托盘(30)的所述进出方向延伸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池仓，其特征在于，所述电池仓还包括：

导向组件，所述导向组件包括两个导向块(81)和两组导轮(82)，两个所述导向块(81)间隔设置于所述仓体(10)的顶部内壁上，两组所述导轮(82)间隔设置于所述电池(20)的上端面，两个导向块(81)和两组导轮(82)一一对应，每组所述导轮(82)能在所述电池(20)进出所述仓体(10)时与对应的所述导向块(81)的侧面抵接并相对于所述导向块(81)的侧面滚动；和/或

牛眼组件，所述牛眼组件包括在所述仓体(10)的两相对侧壁上设置的两排牛眼(90)，两排所述牛眼(90)能在所述电池(20)进出所述仓体(10)时与所述电池(20)的侧面抵接并相对于所述电池(20)的侧面滚动。

10.一种建筑作业设备，其特征在于，包括设备本体以及如权利要求1至9中任一项所述的电池仓，所述电池仓安装于所述设备本体上。

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